Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ sáu, 24/09/2010 18:21 (GMT+7)

Triển vọng & tính chuyên biệt của enzym

10.000 enzym có trong thiên nhiên, cho đến nay, hơn 3.000 đã được mô tả chi tiết. Enzym hiện diện trong tế bào với số phân tử rất khác nhau, từ 1.000 đến 10.000. Enzym đóng vai trò xúc tác sinh học, chuyển hóa chất hưu cơ này thành chất hữu cơ khác.

Nhờ có enzym, phản ứng hóa học trong cơ thể diễn ra dễ dàng với vận tốc cực mạnh, gấp 1.000 tỷ lần nếu xảy ra tự nhiên. Enzym giúp cho sự sống sinh vật hoàn hảo hơn. Biến đường thành cồn và carbon dioxid là chuyện trong giây phút của enzym trong tế bào men, nếu không có việc chuyển hóa, phải mất cả ngàn năm mà cũng gần như không thể thực hiện được.

Hầu hết các enzym bản chát là protein, tuy nhiên RNA cũng có thể hoạt động như một chất xúc tác sinh học. Chúng thuộc loại ribozym, có nhiệm vụ phân đoạn các phân tử RNA.

Trong phạm vi của tế bào, với kích thước chỉ từ 1/10 đến 1/1.000 mm, hàng ngàn phản ứng nhờ có sự xúc tác của enzym đã diễn ra trong từng giây với sự chọn lọc chặt chẽ một cách kỳ diệu. Phản ứng chỉ xảy ra khi phân tử enzym nhận ra đối tác tương thích giữa hàng ngàn phân tử hợp chất khác nhau trong tế bào.

Tính chọn lọc chặt chẽ kỳ diệu của enzym đã được nhà khoa học người Đức Emil Fischer giải thích bằng lý thuyết “Ống khóa và chìa khóa” vào năm 1894. Fischer cho rằng, nếu điểm hoạt động của enzym là một cái lõm trên bề mặt phân tử thì đối tác tương hợp của nó phải có bộ phận lồi có hình dạng khít khao để lắp vào cái lõm của enzym. Lúc ấy, enzym mới vận hành được chức năng xúc tác và enzym sẽ bất hoạt, nếu có sự sai sót, dù rất nhỏ trong việc lắp ghép này.

Lý thuyết “Ống khóa và chìa khóa” của Emil Fischer lúc đầu đã giải thích được tính chuyên biệt của enzym, sau nhanh chóng trở nên phổ biến và thành quy luật tổng quát. Nó được áp dụng để chế tạo ra đối tác cạnh tranh với thụ thể enzym khi muốn làm enzym mất hoạt tính.

Một ví dụ về tính chuyên biệt cao enzym, thể hiện trong việc chuyển hóa đường glucose:

Trong một ống nghiệm chứa nhiều loại carbon hydrat như: glucose, fructose, saccharose, maltose và tinh bột, người ta cho vào enzym glucose oxidase (GOD). Sau một thời gian ngắn, glucose trong hỗn hợp biến mất, thay vào đó là gluconolacton. Các loại carbon hydrat còn lại không thay đổi: rõ ràng GOD đã chuyển hóa glucose thành gluconolacton. Vì vậy, glucose được gọi là chất đối tác tương thích của enzym GOD và gluconolacton là chất chuyển hóa của glucose.

Tuy nhiên, tính chuyên biệt của enzym không hoàn toàn tuyệt đối. Vì nếu mỗi hợp chất trong thiên nhiên phải có một enzym đi kèm để được chuyển hóa thì số enzym sẽ phải vô cùng lớn. Do đó, bên cạnh một số enzym chuyên biệt, có những enzym đa năng hơn, có nhiều đối tác hơn. Phần lớn các enzym đa năng là những enzym ngoại bào, tuy được sản xuất trong tế bào nhưng hoạt động ở ngoài tế bào như: protease, amylase….

Như protease là enzym có tính năng thủy giải nhiều loại protein với các kích thước phân tử lớn nhỏ khác nhau, trong đó có trypsinvaf subtilisin.

Trypsin: có trong ống tiêu hóa, có khả năng cắt vụn tất cả các loại protein do thức ăn đưa vào, và thủy giải tiếp các protein. Tuy đa năng, nhưng có tính chính xác rất cao, có thể phân đoạn ngay các mối nối hóa học carboxyl của lysin và arginin. Đặc tính chính xác này giúp cho trypsin trở thành phương tiện hữu hiệu trong công nghiệp tổng hợp sinh học như chuyển insulin của heo thành thuốc insulin chữa bệnh cho người.

Subtilisin: do vi khuẩn Bacillus subtilistrong ruột tiết ra, có khả năng thủy giải rất nhiều loại protein vì đối tác rất rộng. Nhưng ít được dùng trong công nghiệp tổng hợp sinh học, vì khó xác định được vị trí cắt các peptid.

Enzym là nhân tố cần thiết để khởi động mọi phản ứng sinh học. Do đó, nghiên cứu khám phá và ứng dụng enzym là một hướng đi nhiều triển vọng.

Xem Thêm

Thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý năng lượng - Giải pháp then chốt giảm phát thải nhà kính
Ngày 17/12, tại phường Bà Rịa, thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM), Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Sở Công Thương TP.HCM, Trung tâm Chứng nhận Chất lượng và Phát triển Doanh nghiệp và Công ty Cổ phần Tập đoàn Vira tổ chức Hội thảo khoa học “Giải pháp thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý, sử dụng năng lượng hiệu quả nhằm giảm phát thải khí nhà kính”.
Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách
Trong hai ngày 12-13/11, tại tỉnh Cao Bằng, Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PanNature) và Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cao Bằng tổ chức Chương trình chia sẻ “Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách”.
Thúc đẩy ứng dụng thực tiễn của vật liệu tiên tiến trong sản xuất năng lượng sạch
Ngày 24/10, tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Hội Khoa học Công nghệ Xúc tác và Hấp phụ Việt Nam (VNACA) tổ chức Hội thảo khoa học “Vật liệu tiên tiến ứng dụng trong sản xuất nhiên liệu tái tạo và giảm phát thải khí nhà kính”.
Dựa vào thiên nhiên để phát triển bền vững vùng núi phía Bắc
Đó là chủ đề của hội thảo "Đa dạng sinh học và giải pháp dựa vào thiên nhiên cho phát triển vùng núi phía Bắc" diễn ra trong ngày 21/10, tại Thái Nguyên do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Vusta) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PANNATURE) phối hợp tổ chức.
Muốn công tác quy hoạch hiệu quả, công nghệ phải là cốt lõi
Phát triển đô thị là một quá trình, đô thị hoá là tất yếu khách quan, là một động lực quan trọng cho phát triển kinh tế - xã hội nhanh và bền vững. Trong kỷ nguyên vươn mình, quá trình đô thị hoá không thể tách rời quá trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước...
Hội thảo quốc tế về máy móc, năng lượng và số hóa lần đầu tiên được tổ chức tại Vĩnh Long
Ngày 20/9, tại Vĩnh Long đã diễn ra Hội thảo quốc tế về Máy móc, năng lượng và số hóa hướng đến phát triển bền vững (IMEDS 2025). Sự kiện do Hội Nghiên cứu Biên tập Công trình Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VASE) - hội thành viên của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long (VLUTE) tổ chức.
Ứng dụng công nghệ số toàn diện là nhiệm vụ trọng tâm của VUSTA giai đoạn tới
Ứng dụng công nghệ số toàn diện, xây dựng hệ sinh thái số là bước đi cấp thiết nhằm nâng cao hiệu quả quản trị và phát huy sức mạnh đội ngũ trí thức của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA). Qua đó cho thấy, VUSTA không chỉ bắt kịp xu thế công nghệ mà còn chủ động kiến tạo những giá trị mới, khẳng định vai trò tiên phong của đội ngũ trí thức trong thời đại số.

Tin mới

Toàn văn phát biểu của Tổng Bí thư, Chủ tịch nước Tô Lâm tại Hội nghị quán triệt và triển khai Nghị quyết 10-NQ/TW
Sáng 30/6, tại Hà Nội, Tổng Bí thư, Chủ tịch nước Tô Lâm dự và phát biểu chỉ đạo Hội nghị toàn quốc nghiên cứu, học tập, quán triệt và triển khai thực hiện Nghị quyết số 10-NQ/TW ngày 8/6/2026 của Bộ Chính trị về phát triển kinh tế có vốn đầu tư nước ngoài. Ban biên tập vusta.vn trân trọng giới thiệu toàn văn phát biểu của Tổng Bí thư, Chủ tịch nước Tô Lâm tại Hội nghị.
Một năm chính quyền địa phương hai cấp: Nhìn từ chiều sâu văn hóa làng xã
Một năm thực hiện chính quyền địa phương hai cấp không chỉ là câu chuyện về tinh gọn bộ máy, tổ chức lại địa giới hành chính màcòn là phép thử về năng lực quản trị những giá trị mềm: tên làng, ký ức cộng đồng, di sản, thiết chế văn hóa, không gian tín ngưỡng và cảm giác thuộc về của người dân.
Hội nghị AFEO Midterm 2026
Ngày 30/6, tại Yangon, Myanmar, Liên đoàn các tổ chức kỹ sư ASEAN (AFEO) chính thức khai mạc phiên toàn thể Hội nghị giữa kỳ lần thứ 25. Đây là diễn đàn thường niên được tổ chức nhằm để các nhà khoa học, các kỹ sư, các chuyên gia cùng chia sẻ, thảo luận các giải pháp trong việc xây dựng một tương lai bền vững cho khu vực ASEAN.
Lào Cai: 118 hộ đồng bào dân tộc thiểu số hưởng lợi từ mô hình cấp nước tự quản
Sau gần một năm triển khai, Dự án “Hỗ trợ nước sinh hoạt cải thiện chất lượng cuộc sống cho cộng đồng dân tộc thiểu số thôn 4, xã Khánh Hòa, tỉnh Lào Cai” do Trung tâm Hỗ trợ phát triển bền vững cộng đồng các dân tộc miền núi (SUDECOM) thực hiện đã hoàn thành mục tiêu, đánh dấu một mô hình điểm về quản lý, vận hành hệ thống cấp nước dựa vào cộng đồng, nâng cao chất lượng cuộc sống cho 118 hộ dân.
Hải Phòng: Chuyển đổi số toàn diện để nâng cao năng lực cạnh tranh của doanh nghiệp
Sáng 26/6, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật thành phố (Liên hiệp hội) Hải Phòng phối hợp với Hội Điện tử và Tin học thành phố, Chi nhánh Liên đoàn Thương mại và Công nghiệp Việt Nam - Chi nhánh Duyên hải Bắc Bộ (VCCI Duyên hải Bắc Bộ) tổ chức hội thảo khoa học với chủ đề: “Nâng cao năng lực cạnh tranh doanh nghiệp Hải Phòng thông qua chuyển đổi số toàn diện”.